铁素体不锈钢管一般不含镍,主要合金元素是铬,并含有相当低的碳,还常含有如铝等铁素体形成元素,可以保证钢的组织主要是铁素体。其铬含量(质量分数)一般在12%~30%,碳含量(质量分数)大多低于0.12%。铁素体不锈钢除具有不锈性和耐局部腐蚀性之外,其耐氯化物应力腐蚀、耐点蚀、耐缝隙腐蚀等局部腐蚀性能优良,这是铁素体不锈钢管的主要特点。


铁素体不锈钢管的主要缺点是室温和低温韧性差,缺口敏感性高,对晶间腐蚀比较敏感。这些缺点影响了铁素体不锈钢的广泛应用,而且其产量也比较低。


 近几十年来,随着冶炼新技术的出现,铁素体不锈钢的性能有所改善,发展了许多焊接性好,加工性能优良的新钢种。在GB/T1220-92标准中铁素体不锈钢仅有8种,而在GB/T 20878-2007标准中铁素体不锈钢有18种。


 在使用状态下以铁素体组织为主的不锈钢管,铬含量在11%~30%,具有体心立方晶体结构。这类钢一般不含镍,有时还含有少量的Mo、Ti、Nb等元素,这类钢具热导率大、膨胀系数小、抗氧化性好、抗应力腐蚀优良等特点,多用于制造耐大气、水蒸气、水及氧化性酸腐蚀的零部件。这类钢存在有塑性差、焊后塑性和耐蚀性明显降低等缺点,因而限制了它的应用。炉外精炼技术(AOD或VOD)的应用可使碳、氮等间隙元素大大降低,因此使这类钢获得广泛应用。多用于建筑内装饰、重油燃烧器部件、家庭用具、家用电器部件。


  铁素体不锈钢是以Cr为主要合金元素,Cr含量在10.5%~30%范围,C含量≤0.20%,大多数碳含量在0.12%以下。此类钢具有体心立方晶格(即铁素体)组织,有磁性。纯铁素体不锈钢在加热和冷却过程中没有相变,因此,无法通过热处理方法使它强化。铁素体应变硬化速度低并在冷作后降低塑性,因此,铁素体不锈钢也不靠冷作强化。在各类不锈钢中,此类钢热导率最高,膨胀系数较小,此类钢的耐蚀性随钢中Cr量增加而提高,随钢中加入Mo、Si、Al、Ti、Nb、S、Se等赋予钢不同的特性。铁素体不锈钢有中等至优异的耐蚀性。如06Cr13Al(405),06Cr11Ti(409)耐大气腐蚀,10Cr17(430)耐中等氧化性酸和有机酸腐蚀,019Cr19Mo2NbTi(444),16Cr25N(446)耐酸碱腐蚀,特别在氯化物介质中,在海水中有良好的耐局部腐蚀性。


  钢中C与N含量较高的所谓普通纯度的高Cr([Cr]15%~16%)铁素体不锈钢,在化工防腐蚀的应用中,长期以来受到极大的限制,主要是由于它们的脆性转变温度高(在室温以上)≥900℃加热(如焊接)会出现晶粒长大引起的脆性和晶间腐蚀敏感性;在550~750℃和475℃左右长期停留会出现。相脆性和475℃脆性。但是近20年来,由于冶炼技术的发展,出现了低C、N([C+N([C+N](350~450)x10-6)×10-6)和超低C、N([C+N]≤300×10-6)以及高纯 ([C+N]≤150×10-6)铁素体不锈钢。当钢材截面尺寸选择适宜(尺寸效应)和热处理、冷却速度控制正确(冷却速度效应)时,铁素体不锈钢可以广泛使用(包括焊接部件)而不会出现普通铁素体不锈钢所存在的问题。


铁素体不锈钢大致可分成三类。


 ①. 低铬铁素体不锈钢


    Cr含量为11%~14%铁素体不锈钢属于此类,包括将碳量降至0.03%以下,以减少γ相的生成量的022Cr13(410L);碳量≤0.08%、加入0.2%A1的06Cr13A1(405);碳量≤0.08%、加入Ti的06Cr11Ti(409)和022Cr11Ti(409L)等。


   06Cr11Ti和022Cr11Ti是低铬铁素体不锈钢中的一种,铬含量10.5%~11.75%。它们具有良好的成形性、经济性、耐蚀性、抗氧化性等综合性能。它们的典型用途是汽车排气系统相关部件。


②. 中铬铁素体不锈钢


    Cr含量为14%~22%铁素体不锈钢属于此类,包括仅含Cr的和添加Mo、Ti元素的10Cr17(430),022Cr18Ti(430L),019Cr19Mo2NbTi(444)等。


③.高铬铁素体不锈钢


    Cr含量23%~32%铁素体不锈钢属此类,包括超低碳、氮和高纯,添加Mo、Ti、Nb的不锈钢管,如008Cr27Mo等。